工具/原料

TVOC氣體傳感器、XL90智能網(wǎng)關(guān)

XL.VIEW組態(tài)上位機監(jiān)控軟件

一、VOCs 的基本特性

方法/步驟1:

VOCs 的定義

VOCs 的學(xué)術(shù)定義：是指在正常狀態(tài)下（20℃，101.3kPa），蒸氣 壓在 0.1mmHg（13.3Pa）以上沸點在 260℃(500℉)以下的有機化學(xué)物質(zhì)。

方法/步驟2:

VOCs 的特性

●均含有碳元素，還含有 H、O、N、P、S 及鹵素等非金屬元素。

● 熔點低，易分解，易揮發(fā)，均能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)，超低排放粉塵儀 在陽光下 產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。

●常溫下，大部分為無色液體，具有刺激性或特殊氣味。

● 大部分不溶于水或難溶于水，易溶于有機溶劑。

● 種類達數(shù)百萬種，大部分易燃易爆，部分有毒甚至劇毒。

● 相對蒸氣密度比空氣重。

方法/步驟3:

VOCs 的分類

VOCs 按其化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以分為：烴類（烷烴、烯烴和芳烴）、 酮類、酯類、醇類、酚類、醛類、胺類、腈（氰）類等。

二、VOCs的來源及危害

方法/步驟1:

VOCs的來源

VOCs的排放源及其污染物排放量的研究是控制大氣中VOCs的根本，而VOCs氣體的來源很廣泛。典型的VOCs排放源可分為人為排放源（包括固定源與移動源）和自然排放源（包括生物源與非生物源）兩類，其中以人為排放源為主，多半為石油化工相關(guān)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過程、產(chǎn)品消費行為以及機動車尾氣造成。通過分析總結(jié)，VOCs主要來源于以下幾個方面：

（1）石油化工廠排出的工藝尾氣，如石油煉制工藝，石油化工氧化工藝，石油化工儲罐生產(chǎn)工藝；

（2）石油、煤炭、天然氣等的開采和儲運過程中可有大量VOCs氣體產(chǎn)生；

（3）煤、石油、石油制品、天然氣、木材、煙草燃燒時的不完全燃燒產(chǎn)物，廢棄物焚燒時產(chǎn)生的煙氣，機動車排放的尾氣中含有的未完全燃燒的烴類物質(zhì)；

（4）室內(nèi)裝飾、裝修材料如油漆、噴漆及其溶劑、木材防腐劑、涂料、膠合板等常溫下可釋放出苯、甲苯、甲醛、酚類、二甲苯、甲醛等多種揮發(fā)性有機物質(zhì)；

（5）日常生活中使用的化妝品，有機農(nóng)藥、除臭劑、消毒劑、防腐劑、各種洗滌劑的加工和使用過程中可產(chǎn)生酚類、醚類、多環(huán)芳烴等揮發(fā)性有機物質(zhì)；

（6）各種合成材料、有機粘合劑及其他有機制品遇到高溫時氧化和裂解，可產(chǎn)生部分低分子有機污染物；

（7）淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素、糖類等氧化與分解時產(chǎn)生部分有機污

染物。

另外，根據(jù)調(diào)研結(jié)果，我國工業(yè)VOCs排放源的行業(yè)分布情況見圖1-1。

方法/步驟2:

2.2 VOCs的危害

VOCs種類眾多，其對人類的健康和生存環(huán)境的危害主要體現(xiàn)以下幾個方面：

（1）大多數(shù)VOCs具有刺激性氣味或臭味，可引起人們感官上的不愉快，超低CEMS系統(tǒng) 嚴(yán)重降低人們的生活質(zhì)量。惡臭氣體指一切刺激嗅覺器官并引起人們不愉快的氣體物質(zhì)。

（2）VOCs成分復(fù)雜，有特殊氣味且具有滲透、揮發(fā)及脂溶等特性，可導(dǎo)致人體出現(xiàn)諸多的不適癥狀。還具有毒性、刺激性及致畸致癌作用，尤其是苯、甲苯、二甲苯及甲醛對人體健康的危害較大，長期接觸會使人患上貧血癥與白血病。另外，VOCs氣體還可導(dǎo)致呼吸道、腎、肺、肝、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及造血系統(tǒng)的病變。隨著VOCs濃度的增加，人體會出現(xiàn)惡心、頭痛、抽搐、昏迷等癥狀。

（3）VOCs多半具有光化學(xué)反應(yīng)性，在陽光照射下，VOCs會與大氣中的NOx發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成二次污染物（如：臭氧等）或強化學(xué)活性的中間產(chǎn)物（如：自由基等），從而增加煙霧及臭氧的地表濃度，會對人造成生命危險，同時也會危害農(nóng)作物的生長，甚至導(dǎo)致農(nóng)作物的死亡。由光化學(xué)反應(yīng)所造成的煙霧，除了能降低能見度之外，所產(chǎn)生的臭氧、過氧乙酰硝酸酯（PAN）、過氧苯酰硝酸酯（PBN）、醛類等物質(zhì)可刺激人的眼睛和呼吸系統(tǒng)，危害人的身體健康，倫敦、東京等城市都相繼出現(xiàn)過光化學(xué)煙霧污染事件。

（4）某些VOCs易燃，如苯、甲苯、丙酮、二甲基胺及硫代烴等，這些物質(zhì)的排放濃度較高時如果遇到靜電火花或其他火源，容易引起火災(zāi)。近年來由于VOCs造成的火災(zāi)及爆炸事故時有發(fā)生，尤其是常發(fā)生在石油化工企業(yè)。

（5）部分VOCs可破壞臭氧層，如氟氯烴物質(zhì)。當(dāng)其受到來自太陽的紫外輻射時，可發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氯原子，從而對臭氧層中的臭氧進行催化破壞。臭氧量的減少以及臭氧層的破壞使到達地面的紫外線輻射量增加。紫外線對人類皮膚、眼睛及免疫系統(tǒng)有較大的危害。

VOCS在日常的生活、工作、作業(yè)等環(huán)境中無處不在，因此對于VOCS的檢測和治理應(yīng)加強和普及。

三、 VOCs 檢測的法律依據(jù)

方法/步驟1:

安全生產(chǎn)法規(guī)

（1）《危險化學(xué)品安全管理條例》（中華人民共和國國務(wù)院令第 344 號）第 18 條：危險化學(xué)品的生產(chǎn)、儲存、使用單位，應(yīng)當(dāng) 在生產(chǎn)、儲存和使用場所設(shè)置報警裝置。

（2）《生產(chǎn)過程安全衛(wèi)生要求總則》（GB/T 12801 -2008）5.3.1.c： 對產(chǎn)生危險和有害因素的過程，應(yīng)配置監(jiān)控檢測儀器儀表。

（3）《產(chǎn)許可證條例》（國務(wù)院令第 397 號 2004）第 6 條：企業(yè) 取得安全生產(chǎn)許可證，應(yīng)當(dāng)具備下列安全生產(chǎn)條件：（十一）有重 大危險源檢測、評估、監(jiān)控措施和應(yīng)急預(yù)案。 （4）《危險化學(xué)品重大危險源 罐區(qū) 現(xiàn)場安全監(jiān)控裝備設(shè)置規(guī)范》 （AQ 3036-2010）

方法/步驟2:

職業(yè)健康衛(wèi)生法規(guī)

（1）《中華人民共和國職業(yè)病防治法》 第 23 條：對可能發(fā)生職 業(yè)損傷的有毒、有害工作場所,用人單位應(yīng)當(dāng)設(shè)置報警裝置。

（2）《國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)-工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ 1 -2010） 6.1.6 應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)工藝和毒物特性，在有可能發(fā)生急性 職業(yè)中毒的工作場所，根據(jù)自動報警裝置技術(shù)發(fā)展水平設(shè)計自動 報警或檢測裝置。

（3）《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值—化學(xué)有害因素》 (GBZ2.1-2007)

（4）《使用有毒物品作業(yè)場所勞動保護條例》（國務(wù)院 2002 年 第 352）第 11 條：可能突然泄漏大量有毒物品或者易造成急性中毒 的作業(yè)場所,設(shè)置自動報警裝置。

方法/步驟3:

環(huán)保法規(guī)

（1）《國家環(huán)境保護“十二五”科技發(fā)展規(guī)劃》(2011，環(huán)保部) 該 文將“有機污染物自動監(jiān)測系統(tǒng)”列為“支持關(guān)鍵技術(shù)、裝備和 產(chǎn)品研發(fā)”項目。

（2）《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》（2012，環(huán)保部） 該文規(guī)定“工業(yè) VOCs 排放逐步安裝在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，廠界安裝 VOCs 環(huán)境監(jiān)測設(shè)施”。

（3）《關(guān)于推進大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量指導(dǎo)意 見》（國辦發(fā)[2010]33 號）(二十三)各地環(huán)保部門應(yīng)加強對重點 企業(yè)的監(jiān)督性監(jiān)測,并推進其安裝污染源在線監(jiān)測裝置。

方法/步驟4:

生產(chǎn)使用法規(guī)

（1）《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》 （GB50493-2009）

（2）《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》（GB50160-2008）第 4.6.11 條：VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)在使用或產(chǎn)生甲類氣體或甲、乙 A 類液體的裝置內(nèi)，宜 按區(qū)域控制和重點控制相結(jié)合的原則，設(shè)置可燃氣體報警器 探頭。

四、毒性 VOCs 的檢測范圍

方法/步驟1:

確定依據(jù)

（1）《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》 (GB50493-2009) 5.3.1(4)“有毒氣體的測量范圍宜為 0～300%較 高容許濃度或 0～300%短時間接觸容許濃度”。

（2）《國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)-工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》 (GBZ2.1—2007) 4.1 工作場所空氣中化學(xué)物質(zhì)容許濃度：苯的 PC-STEL 為 10mg/m3 (2.87ppm)

（3）《國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)-工作場所有毒氣體檢測報警 裝置設(shè)置規(guī)范》(GBZ/T223-2009) 5.3 氣體檢測儀檢測范圍 0～ 10 倍 PC-STEL，較小檢測量≤0.5 倍 PC-STEL

方法/步驟2:

苯的檢測范圍

（1）依據(jù)上述規(guī)定，苯的檢測范圍分別為：2.87ppm×3 = 8.61 ppm≈ 9 ppm

（2）目前國際、國內(nèi)苯檢測器的實際測量范圍:

① 固定式：0-10 / 20 ppm

② 便攜式：0-1,000 /2,000 ppm（主要用于測漏）

五、 毒性 VOCs 探測器報警點的設(shè)定(以苯為例)

方法/步驟1:

設(shè)定依據(jù)

（1）《國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)-工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ 1-2010） 6.1.6.3 毒物報警值應(yīng)根據(jù)有毒氣體毒性和現(xiàn)場實際情況至少 設(shè)警報值和高報值。預(yù)報值 為 MAC 或 PC-STEL 的 1/2,無 PC-STEL 的化學(xué)物質(zhì),預(yù)報值可設(shè)在相應(yīng)超限倍數(shù)值的 1/2；警報值 為 PC-STEL 值，無 PC-STEL 的化學(xué)物質(zhì)，警報值可設(shè)在相應(yīng)超限倍 數(shù)值；高報值 應(yīng)綜合考慮有毒氣體毒性、作業(yè)人員情況、事故 后果、工藝設(shè)備等各種因素后設(shè)定。

（2）《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》 (GB50493-2009)5.3.3（3）有毒氣體的報警設(shè)定值宜小于或等于 百分之百較高容許濃度或短時間接觸容許濃度。

（3）《危險化學(xué)品重大危險源 罐區(qū) 現(xiàn)場安全監(jiān)控裝備設(shè)置規(guī)范》 （AQ3036-2010）4.3.6 有毒氣體報警至少分為兩級，弟一級報警 閾值為較高允許濃度的 75%；第二級報警值為較高允許濃度的 2 倍-3 倍。

方法/步驟2:

苯檢測器的報警設(shè)定值

（1）、按上述要求，苯檢測器的報警設(shè)定值應(yīng)為：

①低段報警設(shè)定值: PC-STEL 3.08ppm(10mg/m3 )的 1/2,約 1.5ppm（實際為 3-5ppm）；

② 高段報警設(shè)定值:PC-STEL 3.08ppm(10mg/m3 )，約 3ppm（實 際為 5-7ppm）。

（2）、實際應(yīng)用中苯探測器的建議報警設(shè)定值為：

①低段報警設(shè)定值：一般為 1.5-3ppm（量程 0-10ppm）；

② 高段報警設(shè)定值：一般為 3-7ppm（量程 0-10ppm）。

六、解決方案

方法/步驟1:

方案簡介

基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深圳信立科技有限公司TVOC、VOC、VOCS氣體無線檢測系統(tǒng)解決方案，具有低功耗，高精度，性能穩(wěn)定，并且支持多種通訊方式和通訊協(xié)議等優(yōu)勢特點。結(jié)合華為南方工廠潔凈室環(huán)境的實際情況，特制定了一套切實可行的解決方案。

（1）共2層，每層布置15個無線TVOC無線氣體傳感器，采用電池供電，均勻分布房間每個角落，通過無線傳輸上傳方式將TVOC氣體濃度實時上傳至XL90管理裝置上；

（2）每層由一個總XL90無線管理裝置來接收下面15個TVOC無線氣體傳感器數(shù)據(jù)，XL90無線管理裝置接收天線在室內(nèi)，發(fā)射天線放置在室外，2層的無線管理裝置都采用這種方式收集數(shù)據(jù)；

（3）較后在中控室內(nèi)安裝一個XL91智能網(wǎng)關(guān)來接收2個總的XL90無線管理裝置上傳數(shù)據(jù)，并通過處理后以485或以太網(wǎng)的方式給PC機上的上位機軟件提供實時數(shù)據(jù)；

（4）對于提供的上位機監(jiān)控軟件，可實時采集并顯示數(shù)據(jù)，提供曲線圖和報警記錄或者輸出，對歷史數(shù)據(jù)可隨時查閱，完全掌握潔凈室TVOC氣體濃度變化。2、結(jié)構(gòu)示意圖

方法/步驟2:

方案結(jié)構(gòu)

方法/步驟3:

方案設(shè)備清單

（1）30臺無線TVOC氣體傳感器，電池供電，490MHZ吸盤天線

（2）2個無線管理裝置，XL90，2根490MHZ吸盤天線

（3）1臺智能網(wǎng)關(guān)，XL90，1根490MHZ吸盤天線

（4）1套數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件，iView128點

方法/步驟4:

類似業(yè)績圖

方法/步驟5:

適用范圍

TVOC、VOC、VOCS氣體檢測系統(tǒng)解決方案適用于學(xué)?？蒲小怯罱ㄔO(shè)、消防報警、污水處理、工業(yè)氣體過程控制、鍋爐房、垃圾處理廠、隧道施工、輸油管道、加氣站、地下燃氣管道檢修、室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測、危險場所安全防護、航空航天、軍用設(shè)備監(jiān)測等。